近似直线轨迹的平面连杆机构的设计与应用

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据相关资料显示 ，如今图书馆书架-般高 1730 mil，仅适宜50%左右的男性 ，而不适宜 80%左右的女性 ，而图书馆T作人员多为女性 ，对存放在顶层隔板上的图书进行整理工作时 ，身材矮小的-作人员往往力不从心 ，[大J此容易导致顶层隔板上的图书产生乱架现象。

本文基于西南交通大学图书馆书架设计 了-种可实现两段垂直近似直线轨迹的连杆机构的来调节书架高度。此机构除在图书馆中可以得到充分应用外 ，在需要储物而空间有限的诚也适用 ，如 ：家用衣柜 ，饭店餐馆中存放餐具 ，食材的储物柜 ，医院中存放药品、用具等的储物柜。

1机构设计及优化1.1轨迹设计书架的移动为两个步骤 ，先是向书架侧面即过道方向的水平移动 ，到达合适的位置后 ，再在铅垂方向向下运动 ，直至到达合适的高度。实际设计中 ，书架的运动轨迹不能做到绝对水平和绝对铅垂 ，但是为了使得在运动过程中 ，书架包络的空间旧能小 ，在设计时 ，将上述直线轨迹作为理想轨迹。

通过对西南交通大学图书馆 302室书架的实际测量 ，了解到-般图书书架的尺寸参数为 ：书架为6层 ，每层300 mm，书架宽度 250 mm，隔板厚度20 111，基座高度 100 lrlm。

12连杆机构设计设计双近直线导向机构如图1，机架长 O O ，曲柄长O A，连杆两段分别长 AB、BM，摇杆长O B。其轨迹中有两段近似直图 1双近似直线轨迹导向机构线部分 ，可以很好的实现书架运动过程中的直线轨迹。设计过程中 ，先通过双近似直线导向机构的计算公式 ，计箅 可以实现近似直线轨迹以及直角转弯功能的导向机构。在以上粗略设计的基础 上 ，运用 Pro/E的机构运动分析以及分析优化功能 ，在-定的范围内对机构进行分析优化 ，最终获得 lr较为理想的结果。

假设 ，等 ， ，， ～为了满足近似直线轨迹 ，可以推导 ：；为了使两条近似直线轨迹成 90。，即图中 090。，应满足条件 ：F-√ F -Go - - - G其中EX1(1-X1)；尸Xl( 2-1)；GX -X1-X21最终可以计算 ：3 4(x2 l sin5-1) ( l cos ) 。

其中 8为在图示位置 (O A，O B在水平位置 )时 ，连杆和水平方向的夹角。

根据书架的实际尺寸 ，假设曲柄长O A12.5，O O 35，即x 2.8。

通过以上公式 ，可以联立以上各式 ，建立方程组。通过Matlab求解得 ：Xl2.56、X21.64、X32.80、X44.00、 ，1 6.48。 计算得到 ：A12.5、AB32、BC50、O8B20.5、D 0835。

1.3连杆机构的优化在以上设计的基础上 ，通过 Pro/E的设计分析和优化分析功能 ，得实现书架设计要求的最优解如表 1。

得到最优方案后增加适当的辅助机构作为虚约束保证机构稳定性 ，可得完整的机构通过控制 电机的运动彳c同 ，或者增加适当的曲柄摇杆机构使得双近似直线导向机构的ffl柄只往实现直线段的角度问运动。经过优化后 M点的轨迹很接近双直线乖直轨迹。

表 1优化后的机构参数项目 曲柄长度/cin 连杆ABK度/cm 连杆BM长度/cm 摇杆长度/cm 机架长度/cm Angle1/度 Angle2/度数值 27 52 45f)c1 27 23 40.00 53 55 34 47 0l(下转第45页)l12013年第13期总第133期SILIC0N VALLEY电池的充电管理和半导体冰箱的供电管理。

以下为控制程序的主体部分 ：#includeVoidmainWhile(1)bvGet-adv(bat)；//获取电池电压If(bv>14.4V)floatcharge；/电池电压 >14.4 V浮充elseif(bv>12)fastcharge；1/电池电压>12 V快速充elseopuputof；/电池电压低 ，禁止输m ，保护电池Te peraturedete te p；//获取温度If(temperatureset-value)fpoweroutpwm ；charge-function；l/设定温度值到 ，节能模式Elsecurrentpromote；detecttemp；1/ 没有达到 ，增强制冷)f(上接第46页)2其他方案2.1以丝杠和滑槽组合用丝杠带动并配合滑槽使书架上下运动 ，可以在任意位置停止，能够满足不同人的需求。当书架运行到固定书架的顶部时，通过弹簧的弹力 ，使书架的u形槽和丝杠螺母脱开 ，并在弹簧力作用以及书架顶部滑槽的配合下 ，实现移动书架在底部书架上的滑动。

2.2运用连杆机构图谱利用连杆机构罔谱是连杆设计中-种比较快捷的方法。利用图谱设计就是在前人总结的数量庞大的连杆轨迹中寻找和需要的轨迹线相近的 ，得到连杆的各个杆长的数据。

3结论本文利用连杆机构的双近似直线轨迹 ，基于西南交通大学图书馆书架设计了-种高度可调节书架。经建模、优化分析可知该机构的最优解 ，并提 其他可行的方案 ，根据不同的实际尺寸进行设计 ，可给实际生产和生活的各个方面带来便利与经济效益。